原標(biāo)題：透明植入物可讀取大腦深層神經(jīng)活動(dòng)

美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校的研究人員開(kāi)發(fā)出一種神經(jīng)植入物,。將其放置在大腦表面時(shí),，它可以讀取大腦內(nèi)部深處的活動(dòng)信息,。該技術(shù)在轉(zhuǎn)基因小鼠身上進(jìn)行的測(cè)試表明，研究人員離建立微創(chuàng)腦機(jī)接口又近了一步,。這一研究發(fā)表在11日的《自然·納米技術(shù)》雜志上,。

新開(kāi)發(fā)的神經(jīng)植入物克服了目前技術(shù)的局限性。它由一條薄而透明的柔性聚合物條組成,，并貼合于大腦表面,。其中嵌入了由微小的圓形石墨烯電極組成的高密度陣列。每個(gè)電極的直徑為20微米,，由一根微米細(xì)的石墨烯導(dǎo)線連接到電路板上,。

在轉(zhuǎn)基因小鼠的測(cè)試中，這種植入物使研究人員能夠同時(shí)捕捉到兩種類型的神經(jīng)活動(dòng),，即電活動(dòng)和鈣活動(dòng)的高分辨率信息,。將植入物放置在大腦表面時(shí)，植入物記錄了外層神經(jīng)元的電信號(hào),。

與此同時(shí),，研究人員使用雙光子顯微鏡向植入物發(fā)射激光，以成像位于大腦表面下250微米深處的神經(jīng)元鈣熒光信號(hào)尖峰,。他們發(fā)現(xiàn),，表面電信號(hào)與更深層的鈣熒光信號(hào)尖峰之間存在相關(guān)性。這種相關(guān)性使研究人員能夠使用表面電信號(hào)來(lái)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),，以預(yù)測(cè)不同深度的鈣活動(dòng),，包括多個(gè)和單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)。

此前,，對(duì)鈣熒光信號(hào)尖峰進(jìn)行成像時(shí)，受試者的頭部必須在顯微鏡下固定,。且這些實(shí)驗(yàn)一次只能持續(xù)一兩個(gè)小時(shí)?，F(xiàn)在能夠根據(jù)電信號(hào)預(yù)測(cè)鈣活動(dòng)，克服了這種局限性,，從而可以進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn),。

研究人員表示，這項(xiàng)技術(shù)的成功歸功于透明度和高電極密度與機(jī)器學(xué)習(xí)方法相結(jié)合,。高密度嵌入的新一代透明石墨烯電極可以更高空間分辨率采樣神經(jīng)活動(dòng),，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)，使從表面信號(hào)預(yù)測(cè)深層神經(jīng)活動(dòng)成為可能,。（記者張佳欣）